Storto al millimetro

Giochi d'ombra, motivi ondulatori o effetti acustici: Quando i mattoni vengono posati l'uno sull'altro con angolazioni particolari, si possono creare opere d'arte architettoniche. Affinché gli effetti si realizzino e l'edificio rimanga stabile, i mattoni devono adattarsi con precisione millimetrica. Tale precisione può essere ottenuta solo con un grande sforzo, utilizzando piani di costruzione e tecniche di muratura convenzionali.

Grazie a una nuova tecnologia basata sulla realtà aumentata (AR), ora è possibile realizzare anche le idee più insolite. È stata sviluppata dal robotico e l'ETH Timothy Sandy.

Un software guida i muratori

Gli architetti creano il progetto al computer e caricano i piani 3D su un programma software. Mentre lavorano in cantiere, i muratori puntano una telecamera sull'edificio. Il software riconosce gli oggetti e confronta la posizione delle singole parti con quella del progetto virtuale.

Su un monitor, mostra agli operai come allineare i blocchi da costruzione. "Grazie a questa tecnologia, gli esseri umani possono costruire praticamente con la stessa precisione dei robot", spiega Sandy, "rendendo possibili edifici e forme completamente nuovi". Il software di Sandy è già stato utilizzato in due progetti.

Ai piedi del Monte Olimpo, in Grecia, l'ETH di Gramazio Kohler ha progettato una cantina con una facciata totale di 225 metri quadrati. Hanno realizzato la costruzione insieme a un'azienda locale in meno di tre mesi. "Siamo stati sul posto solo una settimana per preparare tutto", dice Sandy.

La facciata semitrasparente della cantina crea schemi di luce che cambiano nel corso della giornata. Gli spazi tra i singoli mattoni garantiscono inoltre condizioni ottimali di luce e aria all'interno della stanza.

Modelli d'ombra e protezione dal rumore

Il secondo progetto di costruzione riguarda le pareti di una caffetteria dell'azienda Basler & Hofmann nel villaggio zurighese di Esslingen, una costruzione in legno anch'essa progettata dagli architetti Gramazio Kohler. I singoli blocchi sono stati preventivamente segati in poligoni sul lato anteriore. La forma asimmetrica dei blocchi crea un'ombra mutevole.

Gli spazi vuoti tra i blocchi assorbono anche il rumore e sostengono il sistema di ventilazione retrostante. In totale sono state realizzate tre pareti per una superficie totale di 90 metri quadrati.

La robotica incontra il lavoro manuale

Lo sviluppatore di software Timothy Sandy, 33 anni, proviene in realtà dal campo della robotica. Dopo aver studiato ingegneria meccanica negli Stati Uniti, è venuto all'ETH di Zurigo per un master in robotica. Ha poi dedicato il suo dottorato all'Umwelt und Geomatik. Ora sta mettendo queste conoscenze a disposizione di muratori e carpentieri. "A dire il vero, preferisco lavorare con le persone che con i robot", dice ridendo.

Soprattutto, però, i robot sono ancora molto lontani dalle capacità umane in termini di mobilità e destrezza. Solo con blocchi da costruzione piatti e molto specifici è già possibile costruire con il supporto dei robot. "Con il software è possibile combinare i vantaggi della progettazione al computer e del lavoro manuale".

Nei due progetti pilota, il software è stato caricato su un computer collegato a una telecamera e a un monitor. Tuttavia, anche un semplice smartphone è sufficiente come terminale.

"Rispetto ad altre soluzioni AR, la nuova tecnologia è molto più precisa", afferma lo sviluppatore Sandy. Riconosce e traccia gli oggetti anche se qualcosa oscura la vista o gli elementi sullo sfondo interferiscono. Anche un forte scuotimento della telecamera o un riavvio del sistema non rappresentano un problema.

Sandy ha recentemente fondato lo spin-off incon.ai insieme a Fadri Furrer e Abel Gawel. Nell'ambito dell'ETH Pioneer Fellowship, Sandy sta attualmente studiando come e per chi la tecnologia potrebbe un giorno essere commercializzata.

I giovani fondatori vogliono anche sviluppare ulteriormente la tecnologia. Il software dovrebbe diventare ancora più preciso, più stabile e, soprattutto, più facile da usare, dice Sandy. Il team sta anche lavorando per accelerare il processo, in modo che un giorno l'Umwelt und Geomatik sia altrettanto veloce dei metodi convenzionali.